Chirurgia moleculară este un set de metode moderne de corectare a stărilor patologice ale corpului prin modificarea fenotipului sau funcționalității celulelor folosind agenți moleculari, cum ar fi sistemele de editare a genomului.
În 1855, medicul și omul de știință german Rudolf Virchow , unul dintre fondatorii teoriei celulare în biologie și medicină, a introdus conceptul de „patologie celulară” [1] , conform căruia orice boală poate fi redusă la înfrângerea corespondentei. celule. Implementarea acestui principiu în medicina practică înainte de dezvoltarea rapidă a biologiei moleculare și celulare în secolul al XX-lea a fost complicată de lipsa instrumentelor specifice celulelor specifice și funcțiilor acestora.
În prezent, principiile chirurgicale, unite prin conceptul de „ chirurgie funcțională ”, presupun efectuarea unor operații de conservare a organelor, adesea minim invazive și care vizează corectarea sistemelor corpului, menținând în același timp anatomia și restabilirea funcțiilor normale. În secolul XX, exemple de implementare a unor astfel de principii au fost tehnicile laparoscopice , operațiile asistate de robot , metodele de intervenție chirurgicală accelerată de reabilitare ( ERAS sau Fast Track Surgery ), etc. Biologia moleculară și biofizica modernă ne permit să extindem aceste exemple pentru a realiza funcționalități funcționale. operații la nivel molecular [2] .
Ideea însăși de chirurgie la nivel molecular a fost prezentată pentru prima dată de laureatul Nobel Richard Feynman într-o prelegere din 1959 la Societatea Americană de Fizică, ca exemplu al utilizării potențiale a mașinilor la scară nanometrică în scopuri medicale : la inimă și o examinează. El observă valva defectă, se apropie de ea și o taie cu un microscalpel ” [3] . Ulterior, conceptul de intervenții la nivel molecular și tisular pentru a schimba fenotipul țesuturilor a primit soluția sa instrumentală sub formă de constructe modificate genetic .
Termenul de „ chirurgie moleculară ” a fost formulat pentru prima dată în 1966 pentru a descrie intervenția în activitatea celulelor la nivel de ADN [4] . Sistemele de editare a genomului recent dezvoltate ( CRISPR/Cas9 , TALEN , ZFN ) în scopuri terapeutice fac posibilă restabilirea/recrearea fenotipului celular normal și, ca urmare, funcționalitatea normală a țesuturilor alterate patologic. Sistemele de chirurgie moleculară sunt în prezent testate pentru tratamentul cardiomiopatiilor [5] , anemiei falciforme și unele tipuri de cancer [6] .
Corectarea defectelor tisulare la scară largă este scopul unei alte direcții - chirurgia enzimatică [ 7 ] . Deși astăzi enzimele sunt utilizate în principal pentru a trata boli ale sistemului digestiv, utilizarea unor sisteme de eliberare specifice face posibilă efectuarea unor efecte cu totul diferite, de exemplu, intervenții la scară largă pentru remodelarea țesuturilor modificate patologic, inclusiv prin administrarea metaloproteinazelor către distruge țesutul fibros în creștere . Dezvoltarea direcției chirurgiei enzimatice este asociată nu numai cu selecția atentă a vehiculelor de livrare foarte specifice (celule, anticorpi monoclonali , anticorpi cu un singur lanț și fragmentele acestora), ci și cu retragerea și dezactivarea programată a produselor toxice și a acestora. utilizarea ulterioară folosind sistemele de organe disponibile în corpul uman (ficat, tractul gastrointestinal, rinichi, plămâni, glande sudoripare). Eficiența și specificitatea sistemelor de chirurgie moleculară și enzimatică sunt asociate cu îmbunătățirea vectorilor de livrare, precum și cu posibilitățile de control extern al activității acestora. De exemplu, livrarea foarte specifică la țesuturile țintă poate fi efectuată folosind vectori bazați pe celule, sisteme virale ( AAV , HIV , HSV ), complexe ARN-proteină, bactofecția și controlul extern pot fi efectuate folosind biofotonica și optogenetica [8] .
Utilizarea unei combinații de molecule de codare ( ADN , ARN ) și semnalizare (proteine și acizi nucleici) pentru reglarea funcționalității organismului pentru editarea genomului și schimbarea organizării celulare ne permite să luăm în considerare posibilitatea personalizării intervențiilor chirurgicale pe baza „omicelor”. „date ale corpului pacientului ( genom , transcriptom , metabolom , epigenom ). ) pentru a obține un răspuns fiziologic individual. O astfel de implementare de înaltă tehnologie a principiilor chirurgiei moleculare și enzimatice funcționale sub formă de sisteme de editare a genomului, agenții teranostici (asigurând atât diagnostic, cât și tratament) reprezintă dezvoltarea tehnicii metodologice de „chirurgie fiziologică” de către I.P. Pavlov (1902) [9] și conceptul modern de abordare personalizată a tratamentului chirurgical al pacientului.
| Medicina personalizata | |
|---|---|
| Secțiuni de date Omix | |
| Secțiuni de aplicație | |
| Metode | |
| Articole similare | |